ポリエステル

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背景

ポリエステルは、石炭、空気、水、石油に由来する合成繊維です。 20世紀の研究所で開発されたポリエステル繊維は、酸とアルコールの化学反応から形成されます。この反応では、2つ以上の分子が結合して大きな分子を作り、その構造がその長さ全体にわたって繰り返されます。ポリエステル繊維は、非常に安定して強力な非常にイオン性の分子を形成できます。

ポリエステルは、衣類、家具、工業用布地、コンピューターと録音テープ、電気絶縁など、多くの製品の製造に使用されています。ポリエステルには、綿などの従来の生地に比べていくつかの利点があります。湿気を吸収しませんが、油を吸収します。この品質により、ポリエステルは耐水性、耐汚染性、耐火性の仕上げに最適な生地になります。吸収性が低いため、自然に汚れに強いです。ポリエステルの衣類は仕上げ工程で事前に収縮させることができ、その後、生地は収縮に抵抗し、形が崩れることはありません。生地は簡単に染色でき、カビによる損傷はありません。テクスチャード加工されたポリエステル繊維は効果的で非アレルギー性の絶縁体であるため、この素材は枕、キルティング、アウターウェア、寝袋の充填に使用されます。

歴史

1926年、米国を拠点とするE.I. du Pont de Nemours and Co.は、非常に大きな分子と合成繊維の研究を開始しました。 W.H.が率いるこの初期の研究最初の合成繊維であるナイロンになったものを中心としたCarothers。その後すぐに、1939年から41年にかけて、英国の研究化学者がデュポンの研究に興味を持ち、Calico Printers Association、Ltdの研究所で独自の研究を行いました。この研究により、英国でTeryleneとして知られるポリエステル繊維が作成されました。 。

1946年、デュポンはこのポリエステル繊維を米国で生産する権利を購入しました。同社はさらにいくつかの開発作業を行い、1951年にDacronという名前でファイバーの販売を開始しました。その後の数年間で、いくつかの企業がポリエステル繊維に興味を持ち、さまざまな用途向けに独自のバージョンの製品を製造しました。現在、ポリエステルには、PET（ポリエチレンテレフタレート）とPCDT（ポリ-1,4-シクロヘキシレン-ジメチレンテレフタレート）の2つの主要なタイプがあります。より人気のあるタイプのPETは、さまざまな用途に適用できます。 PCDTは弾力性と弾力性がありますが、PCDTよりも強力です。 PCDTは、カーテンや家具のカバーなど、より重い消費者の用途に適しています。 PETは、単独で使用することも、他の生地とブレンドして、しわや汚れに強く、その形状を維持する衣類を作ることもできます。

原材料

ポリエステルは、ポリ、に分解できる化学用語です。 多くを意味し、エステル、 塩基性有機化合物。ポリエステルの製造に使用される主成分は、石油由来のエチレンです。このプロセスでは、エチレンはポリエステルの化学的構成要素であるポリマーであり、完成したポリエステルを生成する化学的プロセスは重合と呼ばれます。

製造
プロセス

ポリエステルは、いくつかの方法の1つによって製造されます。使用するものは、完成したポリエステルの形状によって異なります。 4つの基本的な形式は、フィラメント、ステープル、トウ、およびファイバーフィルです。フィラメントの形では、ポリエステル繊維の個々のストランドは長さが連続しており、滑らかな表面の生地を生成します。ステープルの形では、フィラメントは短く、あらかじめ決められた長さにカットされます。この形態では、ポリエステルは他の繊維と簡単にブレンドできます。トウは、連続したフィラメントが緩く引き寄せられる形です。ファイバーフィルは、キルト、枕、アウターウェアの製造に使用されるボリュームのあるフォームです。最も頻繁に使用される2つの形式は、フィラメントとステープルです。

フィラメントヤーンの製造

重合

• 1ポリエステルを形成するために、テレフタル酸ジメチルを最初に、触媒の存在下、302〜410°F（150〜210°C）の温度でエチレングリコールと反応させます。
• 2得られた化学物質であるモノマー（単一の非反復分子）アルコールをテレフタル酸と組み合わせ、472°F（280°C）の温度に上げます。透明で溶融した新しく形成されたポリエステルは、スロットから押し出されて長いリボンを形成します。

乾燥

• 3ポリエステルが重合から抜け出した後、長い溶融リボンは、もろくなるまで冷却されます。材料は小さなチップにカットされ、一貫性の不規則性を防ぐために完全に乾燥されます。

メルトスピニング

• 4ポリマーチップを500-518°F（260-270°C）で溶かして、シロップのような溶液を形成します。溶液は紡糸口金と呼ばれる金属製の容器に入れられ、通常は丸い小さな穴に押し込まれますが、五角形またはその他の形状で特殊な繊維を生成することもできます。紡糸口金の穴の数は、糸のサイズを決定します。これは、出現する繊維が一緒になって一本鎖を形成するためです。
• 5紡糸段階で、他の化学物質を溶液に添加して、得られた材料を難燃性、帯電防止性、または染色しやすくすることができます。

ファイバーの描画

• 6ポリエステルが紡糸口金から出てくると、柔らかく、元の長さの5倍まで簡単に伸ばすことができます。伸縮により、ランダムなポリエステル分子が平行に整列します。これにより、繊維の強度、粘り強さ、弾力性が向上します。今回、フィラメントが乾くと、繊維はもろくならずに固くて強くなります。
• 7線引きされた繊維は、完成した材料に求められる特性に応じて、直径と長さが大きく異なる場合があります。また、繊維が引かれるとき、それらはより柔らかいまたはより鈍い布を作成するために織り目加工またはねじられてもよい。

巻線

• 8ポリエステル糸を引いた後、大きなボビンまたは平巻きパッケージに巻き付けて、素材に織り込む準備をします。

ステープルファイバーの製造

ポリエステルステープルファイバーの製造では、重合、乾燥、および溶融紡糸（上記のステップ1〜4）は、フィラメントヤーンの製造とほとんど同じです。ただし、溶融紡糸プロセスでは、製品がステープルファイバーの場合、紡糸口金にはさらに多くの穴があります。出現するポリエステルのロープのような束は、トウと呼ばれます。

牽引車を引く

• 1新しく形成されたトウは、太い繊維を集める缶で急速に冷却されます。いくつかの長さのトウが集められ、加熱されたローラー上で元の長さの3〜4倍に引き伸ばされます。

圧着

• 2引き伸ばされたトウは、圧縮ボックスに送られます。圧縮ボックスは、繊維を1インチあたり9〜15クリンプ（1 cmあたり3〜6）の割合でアコーディオンのように折り畳みます。このプロセスは、後の製造段階で繊維をまとめるのに役立ちます。

設定

• 3トウを圧着した後、212〜302°F（100〜150°C）で加熱して繊維を完全に乾燥させ、圧着を設定します。クリンプの一部は、次のプロセス中に繊維からやむを得ず引き抜かれます。

カッティング

• 4ヒートセット後、トウはより短い長さにカットされます。綿とブレンドされるポリエステルは、1.25〜1.50インチ（3.2〜3.8 cm）のピースにカットされます。レーヨンブレンドの場合、2インチ（5 cm）の長さがカットされます。 カーペットなどの重い生地の場合 ポリエステルフィラメントは6インチ（15 cm）の長さにカットされます。

未来

1951年に米国に導入された後、ポリエステルはすぐに米国で最も急速に成長している繊維になりました。パーマネントプレス生地のお手入れが簡単なため、1960年代後半にポリエステルダブルニットが非常に人気を博しました。しかし、それ以来、ポリエステルは「イメージの問題」に悩まされており、ポリエステルで作られた服はしばしば価値が下がったり、嘲笑されたりしていました。 1990年代初頭に導入されたポリエステルのいくつかの新しい形態は、ポリエステルのイメージを活性化するのに役立つ可能性があります。マイクロファイバーと呼ばれる新しい形のポリエステル繊維が1991年に一般に公開されました。従来のポリエステルよりも豪華で用途が広いマイクロファイバー生地は、シルク生地と区別するのが困難です。メアリーマクファデンなどの服飾デザイナーは、この新しい形のポリエステルを使用して服のラインを作成しました。ノースカロライナ州立大学の繊維研究者は、防弾チョッキの製造に使用されるスーパーファイバー素材であるケブラーと同じくらい強力なポリエステルの形態を開発しています。このタイプのポリエステルは、最終的には自動車や飛行機の複合材料として使用される可能性があります。